刮擦式真空过滤装置的制作方法

本发明涉及钛白粉生产技术领域，尤其是一种刮擦式真空过滤装置。

背景技术：

目前国内生产钛白粉主要是靠硫酸法制钛白粉，该方法在酸解过程中会产生较多废气废酸和杂质，需要把多余的杂质如硫酸亚铁分离出来以获得更高纯度的含钛组分，主要方法有沉淀、结晶和过滤。

过滤尤其针对一些颗粒较小的杂质，过滤的快慢取决于推动力的大小，颗粒的粘度以及温度等等。推动力主要由压力差形成，在沉淀的压缩性允许范围内压差越大效果越好，颗粒的粘度主要体现为颗粒通过过滤层的流速，粘度越大通过越慢，越容易黏附在孔隙处影响过滤进程同时也加速沉淀滤饼的形成，而在不同温度下粒子的运动加快更容易通过过滤层。

另外，滤饼的形成为影响过滤速率的重要因素，而多数过滤装置开始过滤效果尤为明显，待到滤饼积压一定厚度无法过滤时则进入清洗阶段，一般采用空气反吹使得滤饼受冲压松弛，再利用清水洗落。该过程花费周期较长，使得工作效率降低。

技术实现要素：

本发明提供一种刮擦式真空过滤装置，所解决的技术问题是在过滤进程中，通过加速过滤与及时清除滤饼的方式大大缩短过滤周期。

本发明解决其技术问题可以通过以下技术方案实现：刮擦式真空过滤装置，包括罐体，进液管道，所述罐体顶部具有开口，所述进液管道设于罐体下部，所述进液管道管壁上绕有加热带并且设有控制阀；还包括过滤管，滤液管道和刮擦装置，所述过滤管竖直置于罐体内，所述滤液管道一端插入过滤管顶部，另一端穿出罐体的开口与真空泵连接，并在真空泵与罐体开口之间设有压力测量仪；所述刮擦装置套设于过滤管外表面且固定在罐体内。

进一步的是，所述刮擦装置包括若干个刮板，圆环和固定块，所述刮板的刮尖紧贴于过滤管外表面，其刮背固定连接圆环，所述固定块一侧固定于罐体底部，另一侧固定于圆环上。

进一步的是，所述滤液管道包括直管段和弯管段拼接而成，所述直管段一端插入到过滤管近底部且与过滤管固定，另一端穿出罐体且穿出端设置有转柄。

进一步的是，所述滤液管道直管段与弯管段拼接处设有管夹套。

进一步的是，所述罐体顶部开口处设有密封件，所述密封件与滤液管道相适配。

进一步的是，所述刮板刮尖与过滤管相应表面处形成夹角，所述夹角为30～60度。

进一步的是，所述刮板有4个，于过滤管外表面均匀周向布置，所述圆环有3个，套接于刮板的刮背自上而下均布设置。

进一步的是，所述加热带为硅橡胶加热带。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、将溶液加热增加颗粒过滤速率。

2、抽空的方式形成压差加速颗粒过滤速率，并且使压力可控避免沉淀受压而压缩堵塞过滤孔隙。

3、通过刮擦装置的设置可快速清除滤饼，缩短过滤周期。

附图说明

图1为刮擦式真空过滤装置结构示意图；

图2为刮板结构布置的俯视示意图；

图中所示：1-罐体 2-进液管道 3-过滤管 4-滤液管道 5-控制阀 6-加热带 7-真空泵 8-压力测量仪 90-刮板 91-圆环 92-固定块 10-转柄 11-管夹套 12-密封件

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，刮擦式真空过滤装置，包括罐体1，进液管道2，所述罐体1顶部具有开口，所述进液管道2设于罐体1下部，所述进液管道2管壁上绕有加热带6并且设有控制阀5；还包括过滤管3，滤液管道4和刮擦装置，所述过滤管3竖直置于罐体1内，所述滤液管道4一段插入过滤管3顶部，另一端穿出罐体1的开口与真空泵7连接，并在真空泵7与罐体1开口之间设有压力测量仪8；所述刮擦装置套设于过滤管3外表面且固定在罐体1内。

上述方案包括基础罐体1，具有进液口和排液口并在顶部设置开口，进液口位于罐体1下部并连接进液管道2，进液管道2管壁上缠绕有一段加热带6用于给加入的溶液预热使溶液中的粒子运动加快，并且还设有控制阀用于控制溶液的进量。罐体1内竖直设置过滤管3，过滤管3为采用聚酯材料制成的微孔管，用于阻挡一些不溶性沉淀尤其是硫酸亚铁。过滤管3全封闭在顶面上插入有滤液管道4用于过滤液的排出，滤液管道4一端插入过滤管3另一端穿出罐体1与真空泵7连接，真空泵7用于抽尽管内空气，形成压力差，压力测量仪8的设置是随时监控压力值，通过调节真空泵7获得所需压力值促进过滤速率。当然过滤一定程度后随着过滤管3表面的滤饼形成，过滤效率变得缓慢，这时需要套设于过滤管3外表面的刮擦装置对滤饼进行刮落，从而使过滤进程继续。

刮擦装置可以采用条状体或刷类物体进行刮擦，本实施例中采用板状体，具体为刮擦装置包括若干个刮板90，圆环91和固定块92，所述刮板90的刮尖紧贴于过滤管3外表面，其刮背固定连接圆环91，所述固定块91一侧固定于罐体1底部，另一侧固定于圆环91上。刮板90竖直放置且刮尖紧贴于过滤管3外表面方便滤饼的刮除，圆环91用于固定刮板90使其不至于因摩擦而变向，而固定块92则用于固定圆环91与刮板90形成的整体，固定环92固定在罐体1底部。

刮擦装置固定好后通过旋转过滤管3实现滤饼的刮除，具体方案为所述滤液管道4包括直管段和弯管段拼接而成，所述直管段一端插入到过滤管3近底部且与过滤管3固定，另一端穿出罐体1且穿出端设置有转柄10。滤液管道4通过两段拼接而成，这样旋转其中一段不会影响另一段，具体可采用螺纹拼接；直管段用于插入过滤管3靠近底部处，靠近底部处溶液压力更大，在大压差的作用下能更快吸入滤液管道4内，直管段与过滤管3固定，转动直管段便可带动过滤管3旋转。直管段另一端穿出罐体1顶部开口，并在穿出端管壁上设置转柄10可通过外力带动转柄10实现过滤管3的旋转，具体可采用人力或电力驱动。

为保证滤液管道4的密闭性和稳定性，所述滤液管道4直管段与弯管段拼接处设有管夹套11。管夹套11用于固定该拼接处同时也起密封作用。

所述罐体1顶部开口处设有密封件12，所述密封件12与滤液管道4相适配。该密封件11的作用为滤液管道4转动时保持罐体1内的密闭性良好。

为保护刮板90的寿命，所述刮板90刮尖与过滤管3相应表面处形成夹角，所述夹角为30～60度。斜刮方式可以使刮尖更锋利，避免正刮长时间摩擦下刮板90的损坏。

本实施例中优选方案为所述刮板90有4个，于过滤管3外表面均匀周向布置，所述圆环91有3个，套接于刮板90的刮背自上而下均布设置。如图2所示，刮板90的结构布置示意图，相应的设置可保证良好的刮除效果与装置强度。

为了考虑加热带6的使用寿命，优选为所述加热带6为硅橡胶加热带。硅橡胶加热带耐潮湿拒水效果好，可保证加热带6的长期使用。

本发明采用的方案对加快过滤速率的同时通过旋转刮擦的方式及时清除滤饼使得过滤进程持续。具体原理为：溶液通过进液管道加热后开启控制阀进入罐体，由下而上液面缓慢上升，这是开启真空泵抽出装置内空气形成压力差，溶液在压差的作用下通过过滤管，过滤管用于阻挡硫酸亚铁等不溶性沉淀，滤液进入过滤管内液面缓慢上升通过滤液管道排出，通过压力的监测控制真空泵的状态，或加速或减速或开启或关闭，待滤饼形成一定时间后，关闭真空泵，使滤液回到装置内，这时取开管夹套，通过转动滤液管道直管段实现滤饼的刮除，刮除后夹上管夹套继续下一个过滤周期。